苯氧乙醇(英语:2-Phenoxyethanol),别名2-苯氧乙醇、β-
羟乙基苯醚、乙二醇单苯醚等。苯氧乙醇属于
有机化合物,
分子式为C₈H₁₀O₂,分子量为138.16,是一种
伯醇、
乙二醇醚和芳香醚。苯氧乙醇是一种酚醚类有机化合物,它是由
苯酚的酚
羟基上的氢原子被2-羟乙基取代而得。苯氧乙醇在常温下为带有淡淡芳香气味的无色油状液体,密度为1.104 g/mL(25 ℃)。苯氧
乙醇微溶于水,易溶于乙醇、
乙醚、
三氯甲烷和
氢氧化钠,在20 ℃水中的
溶解度为26700 mg/L。常温下,苯氧乙醇性质较稳定,因其具有羟基,可以发生化反应、
磺酰化反应和卤代反应等。
苯氧乙醇可由
苯氧乙酸、苯酚等为原料反应制得。苯氧乙醇具有杀菌效果,是一种低致敏、高效、广谱的
防腐剂,经常用于洗涤用品和化妆品,如护肤霜和防晒霜等。此外,苯氧乙醇还可作为鱼类麻醉剂、药用防腐剂、
溶剂等。随着其应用的深入发展,轻工产业、日用化学品、农药和医药等行业中应用苯氧乙醇的频率越来越高。
化学结构
苯氧乙醇的
分子式为C₈H₁₀O₂,
结构式为C₆H₅OCH₂CH₂OH,是一种酚醚类
有机化合物,它是由
苯酚的酚
羟基上的氢原子被2-
羟乙基取代而得,因此它的许多功能性质都是和苯酚类似。苯氧乙醇的分子结构式和
球棍模型如下图所示。
理化性质
物理性质
苯氧乙醇在常温下为带有淡淡芳香气味的无色油状液体,密度为1.104 g/mL(25 ℃),
熔点为14 ℃,常压下
沸点为245 ℃,折光率1.534(20 °C)。苯氧
乙醇微溶于水,易溶于乙醇、
乙醚、
三氯甲烷和
氢氧化钠,在20 ℃水中的
溶解度为26700 mg/L。其油水分离系数logP为1.16,25 ℃下的苯氧乙醇蒸气压为0.007 mm Hg,粘度为20.5 cSt。
化学性质
常温下,苯氧乙醇性质较稳定,因其具有
羟基,可以发生
酯化反应、
磺酰化反应和卤代反应等。此外,苯氧乙醇的闪点为121.11 °C,自燃温度为500 ℃,属于可燃的液体。苯氧乙醇的
爆炸极限值为1.4%-9.0%(V),
燃烧热为958 kcal/
摩尔,在25 °C下的
解离常数pKa为15.10。其以10 g/L的浓度溶解在23 ℃的水中时的pH值为7。
酯化反应
苯氧乙醇可以和
羧酸发生酯化反应生成各种芳香酯,这个反应可以使苯氧乙醇的羟基被
甲酰基或其它基保护。本反应可使用多种
催化剂进行催化,Rahul B的研究表明,[Ni(quin)₂]催化剂(
结构式如下图)可用于催化苯氧乙醇和
甲酸的
酯化反应时。
磺酰化反应
苯氧乙醇与MsCl(
甲基磺酰氯,
分子式为CH₃ClO₂S)可发生磺酰化反应。
卤代反应
氯代
烷烃因潜在的生物活性而在医学化学领域受到研究人员的广泛关注。苯氧乙醇的
羟基在卤代试剂存在的条件下发生
亲核取代生成2-氯乙氧基苯。Zheng等的研究采用NMP(
N-甲基吡咯烷酮)介导苯氧乙醇的卤代反应。
苯氧乙醇不仅可以在羟基上发生卤代反应,还可以在
苯环上发生卤代反应,生成的
芳基卤化物可以是有机转化中重要的合成中间体和
前体。如苯氧乙醇可与
碘发生碘代反应。
制备方法
苯氧乙酸的还原
苯氧乙醇可以通过苯氧乙酸在合适的
溶剂中被
金属氢化物或者生物酶还原制得。金属氢化物
还原剂的代表有
氢化铝锂和
硼氢化钠,其
催化此反应的特点为:反应速度快、副反应少、
收率高、反应条件缓和及选择性还原等;由于氢化锂铝的价格较高,一般只用于实验室小规模的苯氧乙醇制备。硼氢化钠价格价廉,可用于大规模的工业生产中。
苯酚和氯乙醇合成法
苯酚和氯乙醇合成法可以合成苯氧乙醇,在碱性、高温的条件下,苯酚与氯乙醇反应得苯氧乙醇。
该合成过程会有大量的含酚
废水产生,且能耗较高,因此需采用合适的
相转移催化剂。常用的相转移催化剂有
第七代季铵盐、
聚乙二醇等。由于化妆品等行业使用的苯氧乙醇要求纯度高且苯酚残留少,工业级苯氧乙醇粗品要通过纯化才能达使用要求。然而,苯氧乙醇的纯化对生产设备要求高、投资大、能耗大、生产成本高。现有替代的制备高纯度苯氧乙醇方法有:酸中和后
蒸馏精制,粗品蒸馏回收过量
苯酚,精馏—
吸附联合工艺等。
苯酚和环氧乙烷合成法
苯氧乙醇还可以由苯酚和环氧乙烷在
催化剂的存在下进行气液反应制得。反应产物通常包含各种杂质,如苯氧乙醇、环氧乙的加成产物和多
乙二醇等;如果需要更纯的产品,则需要用
分馏的方法对粗产物进行精制。
该合成方法
原子利用率高,但是常压下的反应转化率和产率较低,加压可以明显改善反应的转化率和产率。反应中可选用的催化剂主要为
碱金属氢氧化物、
磷酸盐等。尽管该反应
原子经济性高,但是在反应过程中使用高度易燃和有毒的气态
环氧乙烷,从而限制了此反应在工业中的应用。
苯酚和碳酸乙烯酯合成法
苯氧乙醇还可以由苯酚和碳酸乙烯酯在
催化剂作用下
加热反应制得,其中碳酸乙烯酯是一种易得且易处理的
羟乙基来源。反应常用的催化剂有碱金属或
碱土金属卤化物、氢氧化物、类催化剂等。
苯氧乙酸乙酯的还原
苯氧乙醇可以由苯氧乙酸乙酯还原得到。此反应中,
四氢呋喃作为
溶剂,
还原剂可以是LiAlH₄。
应用领域
苯氧乙醇可作为一种溶剂、精细化工产品和
有机合成中间体,广泛应用于轻工行业、日用化学品行业、农药行业、医药行业等,且应用频次越来越高。因为苯氧乙醇具有较高的
沸点和较低的
挥发性,其常常与
苯甲醇并用于需要渗透力的印模、刻印、
印台和圆珠笔
彩釉玻璃溶剂。苯氧乙醇也是
醋酸纤维素、树脂、
染料感光材料等的理想溶剂;此外,它作为
纺织助剂时刻用于
印花糊料。
洗涤用品
苯氧乙醇具有杀菌效果,是一种低致敏、高效、广谱的
防腐剂。因其具有高效、安全、低毒、无刺激、无污染的特性,且对
绿脓杆菌、
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有抑菌和杀菌作用,苯氧乙醇广泛应用于洗涤用品中的
杀菌剂和防腐剂。
以香皂为例,苯氧乙醇具有去油污、清洁皮肤、抗菌、祛臭等功能,优点如下:
(1)苯氧乙醇是非离子型抗菌剂,在香皂中稳定性强,不易分解且不易与香皂中的香料、颜料、
抗氧化剂、
增白剂等组分发生反应;
(2)苯氧乙醇无难闻气味、无特殊颜色、对皮肤无害,还可以与各种抗菌剂混合使用
在洗衣粉中,苯氧乙醇对酶的活性不会有影响,作用温和,在各类织物
洗洁精中均可使用。
在护发素和洗发香波中,苯氧乙醇杀菌剂可以抑制头皮上的微生物的生长,从而抑制头皮上的细菌产生的脂肪酶,进而减少
游离脂肪酸的产生,从而保持头皮的清洁,防止瘙痒和腐臭。
化妆品
在肤用化妆品中,加入苯氧乙醇可以防止
痤疮的形成,因其可以抑制皮肤表面常见粉刺菌的繁殖。另外,苯氧乙醇也常常添加于唇膏、睫毛膏和指甲油等,这使得这些化妆用品的溶解性和杀菌能力增强。常用的配方有:
氨基甲酸碘-
丙炔丁酯与苯氧乙醇混合,杀菌效果强劲,对人体健康无影响,可在各种化妆品中应用。苯氧乙醇的不仅可以充当
防腐剂,还可以被用来当做
溶剂溶解其它
脂溶性的防腐剂。
鱼类麻醉剂
苯氧乙醇还可用于鱼类麻醉剂,使鱼类在运输、催产等操作进行时保持镇静、减少活动、降低耗氧量,便于操作的进行。
医疗用途
苯氧乙醇是一种可添加到药品中的防腐剂,如抗生素软膏、滴耳液和疫苗等。将苯氧乙醇制成2.2%溶液或2%乳膏,可用于治疗
铜绿假单胞菌感染的表面伤口、烧伤或脓肿。苯氧乙醇的
衍生物与环酸、
十一烯酸锌联用可以治疗皮肤感染。
此外,苯氧乙醇也经常作为液体
新型冠状病毒疫苗的
防腐剂被使用。同时它也是疫苗防腐剂潜在的过敏原,可能导致过敏反应。
其他
苯氧乙醇还有更多的用途,如充当
有机合成原料、涂料
单体及合成
塑化剂等。此外,苯氧乙醇衍生的产物也有广泛的用途。苯氧乙醇的酯类是香料定香剂、
杀菌剂和驱虫剂。苯氧乙醇与
丁二酸酐酯化的产物可用于高温高压条件下
聚酯纤维的染色。
安全事宜
存放环境及泄露处理
苯氧乙醇属于可燃的液体,可在空气中氧化形成不稳定的
过氧化物,导致自发爆炸。且苯氧乙醇可能与
强氧化剂发生剧烈反应,可能与
碱金属、
氮化物和其他强
还原剂反应生成易燃、有毒的气体。因此,苯氧乙醇应储存在环境温度下,密闭容器中保存,并使其远离氧化性物质。
苯氧乙醇在火灾中受热形成苯氧乙醇蒸气,比重大于空气,能在地面扩散。在急剧加热下会与空气形成爆炸性
混合物。如有液态苯氧乙醇泄漏,可以使用吸水纸吸取溢出的液体,并将吸水纸以及可能被污染的物品密封在气密性
塑料袋中,以便最终处理。最后,用肥皂水清洗被污染的表面。
健康相关
危险性描述
苯氧乙醇的吞咽对人体有害,且会造成严重眼刺激。
(1)急性毒性,经口(类别4),H302
(2)严重眼睛损伤/眼睛刺激性(类别2A),H319
GHS象形图
短期接触苯氧乙醇会刺激眼睛、皮肤和
呼吸道,同时可能对
中枢神经系统和
周围神经系统造成影响并可能导致功能受损。长期暴露会使皮肤脱除或皮肤干燥开裂,并导致中枢神经系统的功能受损。
毒性
(1)大鼠的LC50:1980 mg/kg。
(2)兔的LD50:2250mg/kg;苯氧乙醇会刺激
结膜,严重损害兔子的眼睛,甚至可能导致
溶血性贫血。
(3)摄入一定剂量的苯氧乙醇时会诱导肝毒性、肾毒性和溶血等症状。苯氧乙醇接触皮肤造成的影响可能包括眼睛刺激、头痛、震颤和中枢神经系统抑制。
暴露途径及急救措施
眼睛:取下伤者的隐形眼镜;用
生理盐水冲洗伤者的眼睛20-30分钟,送医救治;请勿擅自使用任何软膏或药物。
皮肤:立即用水冲洗受影响的皮肤,脱去受污染的衣服;用肥皂水清洗接触苯氧乙醇的皮肤区域。如果皮肤出现发红或刺激等症状,立即送医救治。
吸入:立即离开污染区域,深呼吸新鲜空气;如果出现
喘证、咳嗽、呼吸急促或口腔、
喉咙或胸部灼热等症状,立即将受害者送往医院。
食入:不能呕吐;如果伤者有意识并且没有抽搐,服下1-2杯水稀释苯氧乙醇,并立即将患者送往医院;如果受害者抽搐或失去知觉,不要喂食,确保
呼吸道通畅,头部位置低于身体。
暴露控制和个人防护
环境中苯氧乙醇的最大允许浓度为1.0 ppm;
个人防护措施中包括:
(2)使用局部排气或呼吸保护(
正压自给式呼吸器)来预防吸入苯氧乙醇。
(3)佩戴防护手套、护目镜、身穿防护服来预防皮肤和眼睛的接触。
(4)禁止在相关环境中饮食或吸烟。